初中物理探究式智能情境教学软件提高动手能力

     金角鱼的专题探究内容在教师们的使用过程中，为中考复习提供了强力的支持。以压强专题复习课为例。

     金角鱼为此提供了：

     （1）投放活动情景化。可以动态调整液体、固体的参数，借助压力压强传感器，清晰得让学生观察到投放前后，水位变化、杯内杯外的压强变化量。

     （2）计算过程显性化、概括汇总表格化。借助金角鱼提供的探究5种投放状态下各物理量变化的思想，分析每一步相关物理量的表达式，总结出变化表格。

     （3）解题分析操作化。金角鱼可将文本式的静态情境转变为可操作情境，带领学生运用结论解决实际问题，这就使学习构成了一个闭环。  用数值仿真和人工智能，改变初中物理教学模式。初中物理探究式智能情境教学软件提高动手能力

     《金角鱼初中物理》在教学难点突破上舍得下苦功夫、深功夫。

     比如，为了突破“比热容”这个公认的教学难点，金角鱼专门推出了“比热容-热学”板块，在金角鱼公众号上开设了“热学十八回”讲座。

     这个模块涵盖温度、P-V-T关系、热传递、比热容、分子运动等18个方面的探究目标和互动探究情境。从零号定律出发，深入到分子领域，探究温度的本质；把功和热联系起来，初步探究比热容；从分子运动层面，对影响比热容的因素进行更深入的探究等。

     为了攻克“比热容”这个普遍的教学难点，金角鱼研发团队不但研读了多本中国的大学教材，还研读了多本欧美极富盛名的大学教材。

     这些欧美的相关教材，动不动厚达2000页以上。在其中，金角鱼看到了国内教学上的差距，得到了很多启发。 中学物理软件（学校版）致力于模式和教学法的研究《金角鱼初中物理》入选UNESCO“教育数字化转型创新案例”。

     金角鱼的推广应用，在打造高效课堂、激发学生主动学习、引发深度学习，促进教师成长，实现初中物理课程的校本化和探究化方面，正在改变着初中物理的教学模式、形成面向学科素养基于仿真技术的初中物理教学法。

     大量依托金角鱼初中物理软件的常态化的教研活动在上海和长三角进行。几年来，据不完全统计，使用《金角鱼初中物理》上的公开课有一百节以上。上海市奉贤区教育学院以物理教学和金角鱼软件融合为主题的教研活动达到两个学期十几场。使用金角鱼进行教学的教师有二千名以上。

     金角鱼公众号，开设了“教学法研究专栏“，大量教研活动的报道，以及教学法研究文章，详见金角鱼做中学微信公众号。

     《金角鱼初中物理》是基于数值仿真和人工智能的初中物理探究式智能情境教学系统。它所应用的技术主要是数值仿真(CAE)和人工智能(AI)。

     金角鱼建立了物理对象的数学模型及其相应的数值计算方案，形成高精度、高鲁棒性的CAE技术。仿真对象有电路、分子、热机、滑动、齿轮、流体、运动、声波、音阶、光路、柔性物体等。

     金角鱼构建了压力或压强等数字传感器，形成直观精密的探究环境。

     它还能对电路/滑轮组/光路等用户的实验设计进行智能评估。 初中物理课堂教学与《金角鱼初中物理》教学软件有效整合的教学研究。

     《金角鱼初中物理》创设的情境，强调探究和交互。

     每个情境以探究为主线。结合教学痛点，设立探究项目（如：比热容、光反射中法线概念的引入、平面镜成像原理、凸透镜成像原理、匀速直线运动、二力平衡、摩擦力、直线上的二力合成、压力压强等）。结合教学关键点，设置情境，每一情境都有一个鲜明的探究目标。

     每个情境均以交互为特征。交互类型包括：

     （1）人机交互：

     *AI跟踪设计和操作全过程

     *智能反馈得分和错误信息

     *“多乐”卡通人物，现场提供帮助

     （2）师生交互：

     *老师可查看学生的设计、数据、图线等

     *提供有双向即时沟通工具

     （3）交互内容可以有：

     *实验设计交互

     *数据处理交互

     *任务交互

     （4）交互机制有：

     *同步交互，打造新型课堂

     *异步交互，打造翻转课堂 金角鱼提供大量生动的互动情境，学生能在做中学，老师能在互动中教。金角鱼初中物理教学系统覆盖学生必做实验

《金角鱼初中物理》以探究为目的，以情境为内容，以交互为特征。初中物理探究式智能情境教学软件提高动手能力

     《金角鱼初中物理》的一大特点是现象数据化，通过数据来传达感性。例如软件中引入的数字传感器——压力压强传感器。

     在“压强”这节课中，固体对接触面的压强大小可以通过物体形变程度来进行定性比较。但由于实验过程中没有设置定量比较的过程，只能得出压强与压力成正相关、与受力面积成负相关，无法得到“压强大小与压力大小成正比，与受力面积成反比”的结论。所以书本上紧接着以直接“告诉”的方式给出结论：“实际上，压力的作用效果是由单位面积上受到的压力决定的。”

     上面提到的这个问题一直以来没有一个很好的解决方案，因为物体受到的压强虽然可通过物体的形变来表现，但因为无法测量的缘故导致无法定量描述，从而学生无法自主得出压强公式。但借助《金角鱼初中物理》软件，将这块内容进行了重新设计。在软件“压力压强”教学内容中，物体的下方都会有一个传感器，使得压强大小可以通过底部颗粒物的颜色深浅来判断（颜色越深压强越大），同时还可以在数据层面显示压强的具体大小。在能获得压强具体数据情况下，就可以找出压强与压力大小、受力面积大小的定量关系——与压力成正比，与受力面积成反比。 初中物理探究式智能情境教学软件提高动手能力

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